結識劉邦
押送者劉邦考慮到按秦朝法律，壯丁逃亡，押送者亦當死罪，又考慮剛到安徽河南交界的芒碭山，距鹹陽還遠，所以在一天夜裡，劉邦召集其餘壯丁說：“你們都跑吧，按現在的情況，我也得逃跑隱藏了。”壯丁們感激劉邦恩義，除有家庭之累的走掉外，剩下的十餘人願跟隨劉邦乾一番事業。年輕的周灶，便是這十餘人中之一。從此他終生追隨劉邦參加了推翻秦朝、建立漢朝的軍國大業。
周灶跟隨劉邦南征北戰，由於他忠貞英勇、穩重寬厚，很受劉邦的重視和信任。到公元前206年10月，他很快升到連敖的官職，負責漢王朝的外交事務和賓客接待。
軍功
周灶作戰英勇，更注重防守，在軍中以防守將軍聞名。劉邦與項羽在垓下的最後決戰中，周灶獨當一面，有效地阻止了項羽大軍從自己負責的防地突圍。等項羽軍心渙散，周灶又參加了漢方為防項羽逃走而由二十四名勇將組成的狙擊手，稱為長鈹（刀槍）都尉，全用長武器，防止項羽近身，終於在烏江邊迫項羽自殺。
公元前202年，劉邦稱帝。公元前201年，周灶被封為隆慮侯，排在前20餘名大功臣之列。漢初非軍功不可封侯，侯有縣侯、鄉侯、亭侯三種，周灶被封為縣侯，是一個上中等侯。
周灶於公元前201年到封國坐鎮，極力經營隆慮。劉呂爭權，周灶不予參與。高后七年，即公元前180年，呂后派周灶為大將，將兵十萬討伐南越。當時南越又叫南荒（即現在廣東、廣西一帶），人口稀少，尚未開化，常有瘟疫流行。周灶大兵剛到南嶺，即染上瘟疫，在南嶺停頓了一年多。南越王趙佗久聞周灶是個老成宿將，勇敢善戰，就給周灶寫信請和，情願向漢朝稱臣，周灶率兵班師。
十三年後，公元前166年，漢文帝14年，匈奴大軍入侵寧夏、甘肅一帶，漢文帝封周灶為隴西將軍，阻止匈奴攻勢，又派張相如為大將軍，率兵從縱深攻匈奴，只一個月就將匈奴趕出塞外。
漢文帝於公元前179年被群臣擁立，在位二十三年，提倡農耕，免農田租稅十二年，主張清靜無為，與民休息，自己生活儉樸。周灶出身農家，寬厚仁義，極力在封國推行漢文帝決策。他說：“農家春耕、夏耕、秋收、冬藏，不避風塵、暑熱、陰雨、寒凍，加上天氣水旱蟲災，家中生老病死，實在是世上最辛苦之人，今上體察民情，所施決策受民歡迎，應堅決施行。”周灶不時到鄉間巡察，督農桑、察民情。一些惡人盜匪懾於周灶將軍大名，皆銷聲匿跡。周灶對壞人決不姑息。一個鄉官藉口向農民攤派取利，周灶就毫不留情將其斬首。
辭官
公元前166年隴西戰事後，周灶年已60多歲，他感到自己活在世上的日子不多了，就上表因病請辭，得到漢帝允準，回到封國隆慮。
周灶於公元前162年去世，其子周通接續為隆慮侯。
